小型反应堆在综合能源系统中作用的研究

doi:10.3969/j.issn.1674-1951.2021.04.007

华电技术 ›› 2021, Vol. 43 ›› Issue (4): 39-46.doi: 10.3969/j.issn.1674-1951.2021.04.007

小型反应堆在综合能源系统中作用的研究

周涛¹^,³(), 张海龙²^,³(), 刘文斌¹^,³()

1.东南大学能源与环境学院,南京 210096
2.华北电力大学核科学与工程学院, 北京 102206
3.核热工安全与标准化团队,中国

收稿日期:2020-12-10 修回日期:2021-03-30 出版日期:2021-04-25 发布日期:2021-04-25
作者简介:周涛（1965—）,男,陕西商州人,教授,博士生导师,工学博士,从事核热工水力与安全方面的研究（E-mail：101012636@seu.edu.cn）。
张海龙（1981—）,男,河北张家口人,高级工程师,工学博士,从事核热工水力与安全、综合能源、电力系统自动化方面的研究（E-mail：215463641@qq.com）。
刘文斌（1998—）,男,山东临沂人,在读硕士研究生,从事核热工水力与安全方面的研究（E-mail：lwbqiang@163.com）。
基金资助:
国家重点研发计划重点专项(2020YFB1901700);东南大学学科振兴计划(1103007005);“双一流”学科建设专项资金(教师启动基金4003002071)

Research on the role of small reactors in integrated energy systems

ZHOU Tao¹^,³(), ZHANG Hailong²^,³(), LIU Wenbin¹^,³()

1. School of Energy and Environment, Southeast University, Nanjing 210096,China
2. School of Nuclear Science and Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206,China
3. Institute of Nuclear Thermal-hydraulic Safety and Standardization, China

Received:2020-12-10 Revised:2021-03-30 Online:2021-04-25 Published:2021-04-25

摘要/Abstract

摘要：

目前,北方城市缺少清洁、高效的供热热源。通过发挥小型反应堆（以下简称小堆）的稳定性和可靠性,建立以小堆为中枢的核风光综合能源系统。该系统具有前期投资较小、选址成本低、分布区域广、建造周期短、功能选择灵活、适应性强、非能动安全等特点。可以利用人工智能网络和大数据技术做好系统的优化规划;通过积极建模仿真和试验,采用能动与非能动相结合的方法,保障系统的耦合度和安全性;综合利用电、气、热、冷等单一能源,对综合能源系统的技术、社会效益和经济效益进行综合评估。随着技术的不断发展,发挥分布式能源的优势,构建更加灵活、互联的综合能源系统,可更好地实现“碳中和”的目标。

关键词: 小型反应堆, 综合能源系统, 非能动安全, 分布式能源, 碳达峰, 碳中和, 清洁供热, 大数据

Abstract:

Currently, there is lack of clean and efficient heat sources in northern cities of China.Small reactor can take the pivotal role in an nuclear-wind-photovoltaic integrated energy system for its stability and reliability. This system has small initial investment, low site-selection cost, wide distribution area, short construction period, flexible function selection, strong adaptability, passive safety and so on. Artificial Intelligence network and big data can be used to optimize the system planning. Taking active modeling, simulation and experimentation, and combining active safty with passive safty, the coupling and safety of the system can be ensured.The system comprehensively utilizes electricity, gas, heat, and cold energy ,and its performance can be evaluated from the technology, social and economic benefits of the integrated energy system.With continuous innovation of technologies,taking advantages of distributed energy, a more flexible and interconnected integrated energy system can be built to facilitate the carbon neutrality.

Key words: small reactor, integrated energy system, passive safety, distributed energy, carbon peak, carbon neutrality, clean heat supply, big data

中图分类号:

TK01⁺9：TL48

周涛, 张海龙, 刘文斌. 小型反应堆在综合能源系统中作用的研究[J]. 华电技术, 2021, 43(4): 39-46.

ZHOU Tao, ZHANG Hailong, LIU Wenbin. Research on the role of small reactors in integrated energy systems[J]. Huadian Technology, 2021, 43(4): 39-46.

图/表 16

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参考文献 18

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技术	特点
小堆技术	增强系统稳定性和可靠性
因地制宜的多元能源结构	优先可再生能源和能源立体发展
核风光能综合利用	增强系统适配和灵活性
综合运用人工智能技术	提高系统可靠性和智能化水平
利用各种优势互补能源载体	实现智能高效的有序配置
能源全生命周期管理	达到现代能源体系的优化

技术	经济性
小堆技术	提高品质
因地制宜的多元能源结构	降低成本
电、气、热、冷、储联产协同模式	节约成本
核风光能综合	提升效率
能源全生命周期管理	提质增效

技术	社会性
应用小堆技术	减少二氧化碳排放量是驱动
核风光能综合	可持续、效率是目标
应用网络技术	互联共享是核心
分布式多联产网络	研究与创新是支撑
应用智能技术	用户的双重角色和主动参与是特色
应用多类交叉技术	创造就业机会和社会效益是红利

因素	内容
时间方面	既要考虑传输速度极快的环节（电力系统）,又要考虑传输速度慢、具有较大时延的环节（燃气、热力等管道系统）。
空间方面	既要考虑单一能源环节内部的动态,也要考虑不同能源环节的相互影响;既要考虑能源在区域大范围内的平衡和互济,也要考虑能源在局部的优化与消纳。
行为方面	既要考虑系统的连续环节的影响,也要考虑大量的不连续（如跃变、切换等）环节的影响;既要考虑可量化因素的影响,也要考虑不可量化因素的影响。

影响因素	计算方法
可量化的因素（成本、回报率）	灵敏度计算分析法
难以量化的因素（用户舒适度、满意度）	神经网络研究领域的信息传递技术
无法量化的因素（社会效应、环境因素）	多场景协同评价方法

小型反应堆在综合能源系统中作用的研究

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